X12CrMoWVNbN10-1-1钢的蠕变-疲劳交互作用及断裂机理

在620℃下对X12CrMoWVNbN10-1-1钢进行不同应力比(0.2~0.4)和保载时间(0.3~1.5 h)下的载荷控制的高位保载蠕变-疲劳试验,对其蠕变-疲劳交互作用及断裂机理进行了分析。结果表明:试验钢的蠕变-疲劳寿命与保载时间呈指数关系,保载时间越长,应力比对蠕变-疲劳寿命的影响越小;从应变角度定义的蠕变-疲劳交互作用因子能够很好地反映稳定阶段的真应力-真应变迟滞回线与蠕变-疲劳寿命的相互作用;试验钢的蠕变-疲劳断裂模式为韧性断裂;当保载时间较短(0.3,0.5 h)时,疲劳损伤抑制蠕变损伤,损伤主要受循环中的疲劳载荷控制,断口中韧窝由疲劳主导作用下的晶界滑移变形引起;当保载时间较长(1.0,1.5 h)时,疲劳损伤促进蠕变损伤,损伤主要受与时间有关的蠕变载荷控制,断口中韧窝由夹杂物或第二相颗粒脱落所致。

温度对X12CrMoWVNbN10-1-1钢组织及力学性能的影响

对X12Cr Mo WVNb N10-1-1耐热钢进行了300-600℃之间的高温力学试验,利用OM,SEM与TEM观察分析各温度下材料的微观组织及断口形貌,研究了温度对材料组织及高温力学性能的影响.结果表明：随温度升高,300～400℃,析出的脆性M3C相的数量和尺寸不断增加,且出现偏聚,析出强化和形变强化作用逐渐增强,塑性变形中,脆性相M3C处更容易出现应力集中,裂纹的产生、扩展更快,更易断裂,材料的塑性随之下降.400-600℃,碳化物发生转变,M3C相快速重熔分解,M7C3及M23C6开始析出,使得析出相的数量和尺寸下降,强化作用减弱;同时,动态回复作用越来越强,材料的强度快速下降,塑性快速上升.

GX23CrMoV12-1钢燃气轮机铸件热处理工艺研究

某新型燃气轮机的核心铸件轴套和导流环采用GX23CrMo V12-1耐热钢制造,其强度等级要求540-740MPa、550℃屈服强度要求≥290MPa。通过研究不同热处理工艺对GX23CrMoV12-1耐热钢组织与力学性能的影响,结合轴套和导流环薄壁易变形的特点,确定了1040-1060℃风冷淬火+730-750℃回火的铸件热处理制度,在保证产品力学性能的同时,有效控制了热处理变形,也满足了730℃下焊后去应力退火要求。

超超临界汽轮机转子X12CrMoWVNbN10-1-1钢的早期断裂分析

对进口的2个X12CrMoWVNbNl0-1-1钢汽轮机转子的T3部位进行了强度考核,并采用光学显微镜(OM)、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)对发生早期断裂和满足强度要求的试样进行了对比研究,分析了试样早期断裂的原因.结果表明:在锻造或热处理过程中,未溶的富Fe、Cr和Nb的第二相大颗粒(Cr16.81Fe76.01Nb5.63Mo1.09W0.36)分布在早期断裂试样的孔洞边缘,是形成孔洞的主要原因,这些孔洞在高温和高应力作用下加速扩展,导致试样早期断裂;M23C6碳化物的粗化导致材料性能下降,是试验钢早期断裂的另一主要原因.

基于JMatPro软件的X12CrMoWVNbN10-1-1钢析出相热力学模拟和分析

以火力发电用耐热钢X12CrMoWVNbN10-1-1钢(以下简称X12钢)为研究对象,利用JMatPro软件对其进行了平衡状态下的凝固、过冷奥氏体等温转变和连续冷却转变的模拟计算,并绘制了凝固相图、TTT曲线和CCT曲线.结合扫描电镜和透射电镜对热处理后基体中析出相进行观察和分析.研究结果表明:奥氏体化加热温度低于1192℃时,可避免X12钢室温下残留δ铁素体;奥氏体化冷却速度在550~700℃时大于10℃/min,可避免M_(6)C相形成;X12钢平衡相图中M_(23)C_(6)相在904℃析出、LAVES相在700℃析出、Z相在689℃析出;X12钢中的M_(7)C_(3)相和M_(3)C相是在550℃回火过程中析出的,随后转变为M_(23)C_(6)相.

基于应变能密度的X12CrMoWVNbN10-1-1钢的蠕变-疲劳寿命预测模型

根据应力控制下对X12CrMoWVNbN10-1-1钢进行的蠕变-疲劳试验来验证基于应变能密度的蠕变-疲劳寿命预测模型,并对620℃下X12CrMoWVNbN10-1-1钢的弹性应变、塑性应变和蠕变应变进行分析。结果表明:在蠕变-疲劳交互作用下X12CrMoWVNbN10-1-1钢的损伤过程包括3个阶段;一次循环稳定阶段的平均应变能密度与总应变能密度成反比,而总应变能密度与蠕变-疲劳寿命成正比,可选择稳定阶段应变能密度的表达式来预测蠕变-疲劳寿命;在应力控制下X12CrMoWVNbN10-1-1钢的短时保载蠕变-疲劳试验同样可以预测长时保载的蠕变-疲劳寿命,意味着基于应变能密度的蠕变-疲劳寿命预测模型对于X12CrMoWVNbN10-1-1钢也适用。

X12CrMoWVNbN10-1-1钢δ铁素体析出规律研究

通过大量试验研究了X12CrMoWVNbN10-1-1钢δ铁素体的析出规律。试验结果表明:δ铁素体在1 100℃以下保温时析出并不明显,在1 100℃以上时,随着加热温度的提高将大量产生。尤其在1 150℃以上时,析出大量δ铁素体,严重降低钢的冲击韧性,影响材料的力学性能。

X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢高温持久试样断裂原因分析

采用光学显微镜和扫描电镜对X12CrMoWVNbN10-1-1钢的高温持久性能试样进行组织分析。结果表明,钢中粗化的M23C6促使蠕变孔洞形成,在外力作用下蠕变孔洞不断长大并连接,是导致试样断裂的根本原因。

X12CrMoWVNbN10—1—1钢高温裂纹扩展特性分析

裂纹的萌生是汽轮机转子不可避免的问题,而裂纹的扩展对电厂运行产生极大的威胁.X12CrMoWVNbN10-1-1钢在火电领域应用广泛,针对X12CrMoWVNbN10-1-1转子钢高温下的裂纹扩展特性进行了分析:对X12CrMoWVNbN10-1-1钢在620℃下进行了疲劳裂纹扩展试验,对载荷、应力比及频率等参数影响裂纹扩展的情况进行了研究,并结合Paris模型、Forman模型以及C*参数模型,研究了X12CrMoWVNbN10-1-1钢高温疲劳及蠕变-疲劳交互作用下的裂纹扩展速率模型.结果表明,X12CrMoWVNbN10-1-1钢高温疲劳裂纹扩展速率da/dN与载荷水平P及频率f呈正相关,与应力比R呈负相关;Paris公式和Forman公式适合描述X12CrMoWVNbN10-1-1钢高温疲劳裂纹扩展速率,C*参数适合描述其蠕变-疲劳裂纹扩展速率.

F91钢管与A691Gr.1-1/4CrCL22钢管焊接接头的热处理

为了解决江苏华电句容二期(2×1000 MW)扩建工程4#机组低压旁路蒸汽管道低旁阀F91钢管与阀后A691Gr.1-1/4CrCL22钢管异种钢接头直接焊接无法进行热处理的问题,通过分析F91钢与12Cr1MoVG钢、12Cr1MoVG钢与A691Gr.1-1/4CrCL22钢两组异种钢焊接接头的焊接热处理性能,采用在F91钢与A691Gr.1-1/4CrCL22钢异种钢焊接接头中间增加12Cr1MoVG过渡段的方法进行处理。对焊接及热处理完成后的两组异种钢接头进行无损检测和硬度检验,结果均符合相关标准要求。证明了采用增加12Cr1MoVG过渡段处理F91与A691Gr.1-1/4CrCL22异种钢焊接接头的热处理问题的可行性。

汽轮机叶片钢X22CrMoV12-1的研制

对X22CrMoV12-1钢的化学成分进行了优化设计,并对X22CrMoV12-1钢热处理工艺进行了研究。结果表明,相同回火温度下,微调淬火温度对室温力学性能影响不大;相同淬火温度下,随回火温度提高,材料韧性提高,强度降低。采用1020℃淬火+690℃回火的热处理工艺,可获得优良的综合力学性能,可用于实际生产。